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Redis为什么那么快?10年程序员如何学习使用redis实现原理

mhr18 2024-10-27 10:55 20 浏览 0 评论

目录 总结有福利送纯纯的送

1. redis存储原理分析

2. redis源码学习分享

3. redis跳表与B+树详细对比分析

Redis 是一个基于内存操作的高性能非关系型数据库,大多数人对于它的第一印象就是快,但是它咋就这么快嘞,这得益于他的几个特点

单线程的处理机制/ io 的多路复用模型 /优秀的底层数据结构 /基于内存的读写

一.Redis 的存储原理

1.1 存储结构

Redis 的存储方式使用的是散列表的形式,我们都知道,数据结构的最底层物理结构只有数组和链表,而其他的比如说队列、树、图等数据结构都是基于这两个物理结构所实现的逻辑数据结构。

而数组和链表的区别主要在于读写的时间复杂度和内存的拓容上,因为数组要拓容的成本很高,因此大多数情况下会选用链表来实现各种逻辑数据结构。例如 PHP 的数组本质上就是一个使用拉链法的散列表。



1.2 rehash

学过数据结构的同学都知道,没有一个绝对无敌的哈希函数可以实现无冲突处理,而一般来说解决冲突的方式有两大类(注意这里是分的大类),一个是开放地址法,另一个是链地址法。而 Redis 采用的正是第二种方式。



Redis 中,会存在另一张全局哈希表,其实它就是一个备胎,每次需要拓容的时候,这个备胎往往空间要比原配更大,rehash 线程会将原配的数据复制到备胎中,然后备胎就可以转正了。但是在复制的过程中,会有两个问题,一个是内存占用率会突然飙升,另一个就是Redis 阻塞的问题,复制的操作又耗时又耗空间,因此我们还需要更加聪明一点,能不能让一次的操作分成多步呢?温水煮青蛙听过没,如果每次来一个请求我就迁徙一点,这样的话,是不是慢慢的我就复制完了。这就是 Redis 的渐进式 rehash。


1.3 渐进式 rehash

两个人的感情是需要慢慢的培养的,程序的处理也是可以慢慢来的,有些事情不非要一次性搞完的,干嘛要加班加点傻乎乎的通宵去做呢?慢工出细活,一天学一个小时专业知识,一万个小时不也就 417 * 24 天而已吗?好吧,不扯这个,看知识点。我们首先需要知道,Redis 是怎么去渐进式 rehash的,假设我要取 key 为 csdn 的 value ,而通过hash 算法得到的 索引位置为 1,但是该索引上有一个三个 entry, 此时处理的线程正常的去遍历这个链表拿到真正正确的值,此时 rehash进程 顺便把这个索引的 entry 从 ht0 复制到 ht1 中。并且释放 ht0 该索引的空间。大致流程如下图所示


redis源码学习分享

分析源码的第一步,先别急着想着从哪开始看起,先浏览一下源码结构,可以模块式的渐入,不过比较坑爹的是,Redis的源码全部放在在里面的src目录里,一下90多个文件统统在里面了,所以我选择了拆分,按功能拆分,有些文件你看名字就知道那是干什么的。我拆分好后的而结果如下:

1个包,这样每个包中的文件就比较可接受了,但是分出这个类别,我也是花了一定时间,思考了下,Redis下的主要的一些文件的特征,最后定的,应该算是比较全的了。

下面开始一个包一个包的介绍







wrapper:(封装类)

1.bio.c background I/O的意思,开启后台线程用的

2.hyperloglog.c 一种日志类型的

3.intset.c 整数范围内的使用set,并包含相关set操作。

4.latency.c 延迟类

5.migrate.c 命令迁移类,包括命令的还原迁移等

6.notify.c 通知类

7.object.c 用于创建和释放redisObject对象

8.pqsort.c 排序算法类

9.pubsub.c 用于订阅模式的实现,有点类似于Client广播发送的方式。

10.rio.c redis定义的一个I/O类

11.slowlog.c 一种日志类型的,与hyperloglog.c类似

12.sort.c 排序算法类,与pqsort.c使用的场景不同

13.syncio.c 用于同步Socket和文件I/O操作。

14.zmalloc.c 关于Redis的内存分配的封装实现

others:(存放了一些我暂时还不是很清楚的类,所以没有解释了)

1.scripting.c

2.sentinel.c

2.setproctitle.c

3.valgrind.sh

4.redisassert.h


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